Stand der Technik Der Zeitschrift System Partner 98", Seiten 64 bis 66, ist ein System zur Verringerung von Torsionsschwingungen im Antriebsstrang entnehmbar. Das System vereint zwei elelctri- sche Maschinen in sich, die einerseits der Funktion Start", andererseits einer Spannung- versorgung im Bordnetz von Kraftfahrzeugen dienen.. Mit der vorgeschlagenen Lösung kann die Kraft : der elektrischen Maschine dazu benutzt werden, auf die Kurbelwelle des Verbrennungsmotores Momentenimpulse aufzubringen, so daß wahrnehmbare Drehun- gleichförmiglceiten minimiert werden können.

Die eingesetzte elelctrische Maschine erzeugt eine hohe Beschleunigung des Kurbeltriebes, wobei die. Verbrennungskraftmaschine bis auf Leerlaufdrehzahl beschleunigt wird ; erst danach tritt die Zündung ein. Die Generatorfulllction des Systems bietet bereits bei sehr niedrigen Drehzahlen hohe elektrische Leistungen ; die Drehstrommaschine wird an einem Pulswechselricllter betrieben und ist somit hinsichtlich ihrer Drehzahl und ihres Dreluno- mentes frei steuer-bzw. regelbar.

DE 100 36 869 Al ist ein Verfahren zur Schätzung der Polradlage in einer Klauenpolina- schine entnehmbar. Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Lage einer rotierenden Komponente einer Klauenpolmaschine, die im RST-System betrie- ben wird und zu deren Regelung die Transformation der Ständergrößen aus dem RST- System in das d, q-System und umgekehrt erforderlich ist. Die Klauenpolmaschine als Ge- samtsystem wird in ein unbeobachtbares Untersystem und ein ein Filterelement enthalten- des beobachtbares Untersystem unterteilt. Das im beobachtbaren Untersystem enthaltene Filterelement liefert die Ausgangsgrößen.

Das vorgeschlagene Verfahren gestattet die Polradlagebestimmung erst bei Rotation der Verbrennungskraftmaschine, so daß die Suclvwnde den Startvorgang bei Einsatz von Hochleistungsgeneratoren unzulässig verlängert und den durch Einsatz dieser Hochlei- stungsmaschinen erzielbaren Antriebsvorteil teilweise wieder zunichte macht.

Darstellung der Erfindung Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren läßt sich die Sucluunde durch Aus- wertung bereits im Motorsteuergerät zur Verfügung stehender Daten im Idealfall vollstän- dig eliminieren. Durch die weitestgehend feste, bekannte Kopplung des Kurbeltriebes und der elektrischen Maschinen durch einen Riementrieb, stehen die Polradlage und die Dreh- lage der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine in einem festen bekannten Verhältnis zueinander.

Beim Abstellen der Verbrennungskraftmaschine kann die Drehlage der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine im Motorsteuergerät erfaßt und dauerhaft gespeichert werden.

Die Speicherung der letzten aktuellen Drehlageinformation kann in einem Speicher ge- scluieben werden, der diese Information auch beibehält, wenn die Stromversorgung des Motorsteuergerätes unterbrochen wird. Beim nächsten Anlaßvorgang der Verbrennungs- la'aftmaschine steht somit ein genauer Wert für die Kurbelwellenwinkellage der Verbren- nungskraftmaschine zur Verfügung, so daß die Startphase einer Verbrennungskraftmaschi- ne durch Entfall der Suchrunde drastisch verkürzt werden kann.

Im Vergleich zu bisherigen Lösungen des Standes der Technik kann das Zurückgreifen auf beim vorhergehenden Abstellen der Verbrennungsluaftmaschine gewonnene Drehlagein- formation derselben eine den Anlaßvorgang vorhergehende Suchrunde entweder vollstän- dig überflüssig machen, so daß die Verbrennmigskraftmaschine direkt mit dem erforderli- chen Drehmoment angelassen werden kann, oder der Staltwert für den Beginn der Such-

runde kami so gewählt werden, daß die Suchnmde in zeitlicher Hinsicht drastisch verkürzt und hinsichtlich des überstrichenen Winkels kleingehalten werden kami.

Damit läßt sich der in der hinsichtlich der Polradlage zu synchronisierenden elektrischen Drehfeldmaschine wie z. B. einem Hochleistungsgenerator in diesem ein Absolutwinkelge- ber einsparen. Verbrennungskrafonaschine und elelctrische Drehstronunaschine stehen in einem fest vorgegebenen Kopplungszusammenhang miteinander, z. B. über einen Riemen- trieb, der unter entsprechender Vorspannung gehalten ist, tun Schlupf auszuschließen. Wird die Verbremmngskraftmaschine abgestellt, ist über das Übersetzungsverhältnis des Rie- mentriebes, die Riemenlänge, der Durchmesser der Riemenscheibe der elektrischen Dreh- feldmascbine sowie des Durchmessers der Kurbelwellen seitlich montierten Riemenscllei- be die Polradlage an die der kurbelwellenseitigen Riemenscheibe gekoppelt. Daraus kann in einer Abgleichoperation die Polradlage mit der Drehlage der Verbrermungsluaftmasclli- ne abgegliclien werden ; da diese Operation bei einer Drehzahl n = 0 erfolgt, werden die Einflüsse der Kopplung-beim hier ausgewählten Riementrieb das Auftreten von Schlupf - unterdrückt.

Zeichnung Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.

Es zeigt : Figur 1 den Drehlageverlauf der Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine, aufgetragen über der Zeit, Figur2 den Drehlageverlauf des Polrades eines Hochleistungsgenerators ebenfalls aufgetragen über der Zeit, Figur 3 den Abgleich zwischen Motorsteuergerät der Verbremnumgslüaftmaschine und der elektrischen Maschine und Figur 4 die Ableitung des Polradlagewinkels aus der Drelnageinfbrmation der Ver- brennungskraftmaschine zu gegebenenfalls erforderlichen Aktivierung einer Suchlunde.

Ausführungsvarianten Figur 1 zeigt den Drehlageverlauf der Kurbelwelle einer Verbrennungslcraftmascliine auf- getragen iiber die Zeitachse.

Der Darstellung in Figur 1 ist der für eine Kurbelwellenumdrehung charakteristische Ver- lauf des Kurbelwellenwinkels 2 wiedergegeben. Der sich einstellende, für einen Kurbel- wellenwinkel 1 (tKW) sich einstellende sägezabnförmige Verlauf stellt eine komplette Kur- belwellenwinkelumdrehung von 0° bis 360° dar. Dieser Verlauf stellt. sich periodisch ein, wobei die Zeiten, die zu einer vollständigen Umdrehung der Kurbelwelle erforderlich sind, mit wachsender Drehzahl der Verbremitmgskrafhnaschine kontinuierlich abnehmen.

Der Darstellung gemäß Figur 2 ist der Drehlageverlauf des Polrades einer elektrischen Drehstrommaschine wie z.B. eines Hochleistungsgeneators, ebenfalls aufgetragen über die Zeitachse 3, entnehmbar.

Abhängig von der Kopplung der elektrischen Drehstrommaschine 10 mit der Verbren- riungskraffmaschine stellt sich ein weitestgehend fester Zusammenhang zwischen einer vollständigen Umdrehung des Polrades der elektrischen Drehstrommaschine und der Kur- belwelle ein. Im in Figur 2 dargestellten Beispiel dreht sich das Polrad der elektrischen Drehfeldmaschine während einer kompletten Umdrehung der Kurbelwelle der Verbren- ungslcraftmasclline sechsmal. Die jeweils komplette Umdrehung des Polrades der elelctri- schen DrehstrommascMne ist mit Bezugszeichen 16 dargestellt. Ein Vergleich der Win- kellageverläufe gemäß Figur 1 und Figur 2 zeigt, daß das Sägezahnprofil 6, um einen zeit- lichen Verzug, der dem Winlcelabgleichbereich 4 entspricht, verschoben ist.

In einem Motorsteuergerät, welches der Verbrennungslcraftmaschine zugeordnet ist, läßt sich der Zusammenhang zwischen dem Drehwinkel 2 der Verbrenntmgslo'aftmaschine und dem Drehwinkel 5 der elektrischen Drehstrommaschine abhängig von der Riemenlänge, abhängig von den Durchmessern der Riemenscheiben und der im Normalfall im Riemen- trieb herrschenden Spannung als Kennlinienfeldzusammenhangablegen.

Figur 3 zeigt den Abgleich zwischen Motorsteuergerät der Verbrennungskraftmaschine und der elektrischen Maschine hinsichtlich der Drehlageinformation.

Ein Motorsteuergerät 7, welches einer Verbrennungskraftmaschine zugeordnet ist, erfaßt dessen Betriebsparameter. Daneben sind am hier schematisch wiedergegebenen Motorsteu- ergerät 7 Speicherbereiche vorgesehen, in denen Kennlinienzusammenhänge wie z. B. der

oben erwälmte Kennlinienzusammenhang für den Riementrieb der elektrischen Dreh- strommaschine abgelegt ist. Beim Abstellen der Verbrennungskraftmaschine wird die Lage des Kurbeltriebes, d. h. der Kurbelwelle, durch das Motorsteuergerät 7 ermittelt und in die- sem dauerhaft abgespeichert. Die Abspeicherung erfolgt bevorzugt derart, daß auch bei Unterbrechung der stromzufuhr zum Motorsteuergerät 7, d. h. dem Abstellen der Verbren- nungskraftmaschine, die letzte aktuelle Lage des Kurbeltriebes gespeichert wird. Diese Drehlageinfbmiation 2 steht beim Wiederanlassen der Verbrennungsluaftmaschine durch die elektrische Drehstrommaschine 10, z. B. ein Hochleistungsgenerator zur Auswertung zur Verfügung. Dazu wird von einem Positionsmeldung 8 innerhalb des Motorsteuergerä- tes 7 die Drehlägeinformation 2 an eine Synchronisationsstufe 9 der elektrischen Dreh- strommaschine 10 übermittelt, in der ein Abgleich der von drehinformation 2 der Ver- brennungskraftmaschine, der Winlcelstellung des Kurbeltriebes und als weitere Eingangs- größe, dem Polradlagewiucel 11 vorgenommen werden kann. Durch die Kopplung von Verbrennungskraftmaschine und der elektrischen Drehstrommaschine beispielsweise über einen Riementrieb, sind die Polradlage 5 sowie die Drehlage 2 der Verbrennungskraftma- schine in einem festen Verhältnis zueinander vorgegeben, so daß im Rahmen der Synchro- nisationsstufe eine Anpassung der Polradlage 5 #HGS als Funktion der Drehlägeinformation 2 (#VM) und des Abgleichwinkels (#Abgleich) vorgenommen werden kann. Bei hinreichender Genauigkeit der vom Motorsteuergerät 7 übermittelten Drehlägeinformation 2 des Kurbel- triebes der mit der elektrischen Drehstrommaschine 10 gekoppelten Verbrennungslcraftma- schine kann eine Sucluunde 14 (vergleiche Darstellung gemäß Figur 4) entfallen.

Der in der Synchronisationsstufe 9 erfolgende Abgleich zwischen der Drehlageinformation 2 (cpvM) und des Polradlagewinlcels 5 ((PHGS) erfolgt bei der Drehzahl der Verbrennungs- kraftmaschine = 0 so daß die Einflüsse der Kopplung zwischen Verbrenntmgslcraftmaschi- ne und zugehöriger elektrischer Drehstrpmmaschine 10 weitestgehend unberücksichtigt bleiben können. Ein solcher den Abgleich erschwerender Einfluß wäre z. B. sich einstellen- der Schlupf zwischen der Riemenscheibe an der Kurbelwelle der Verbreimungskraftma- schine und der die elektrische Drehstrommaschine 10 antreibenden Riemenscheibe. Da der Abgleichvorgang jedoch bei der Drehzahl n = 0 entfällt, verfälscht sich im Betrieb einstel- lender Schlupf im Riementrieb der in Zusammenhang zwischen der Drehlageinfbmiation 2 der Verbrennungskraftmaschine und der Polradlage der elektrischen Drehstrommaschine nicht.

Aus der Darstellung gemäß Figur 4 geht die Ableitung des Polradlagewinkels aus der Drehlageinibrmation der Verbrennungskraftmaschine zu gegebenenfalls erforderlichen Durchführung einer Suchrunde hervor.

Analog zur Darstellung gemäß Figur 3 übermittelt das Motorsteuergerät 7 über den in die- sem integriertem Positionsmelder die Drehlageinformation 2, d. h. den Kurbelwellenwin- kel der Verbrennungslcraftnaschine an die elelctrische Drehstrommaschine 10 z. B. einen Hochleistungsgenerator. Die Drehlageinfounation 2 (#VM) dient als Eingangsgröße für eine Synchronisationsstufe 9, die in der Drehstrommaschine 10 vorgesehen ist. In der Synchro- nisationsstufe 9 wird ein Startwert 13 für eine Sucbrunde 14 ermittelt. Abhängig von den übermittelten Werten der Drehlageinfomnation 2 der Verbrennungskraftmaschine durch den Positionsmelder 8 des Motorsteuergerätes 7 kann der Startwert 13 für die durchzufiill- rende Suchrunde 14 so gewählt werden, daß die Suchrunde 14 sowohl zeitlich als auch vom überstrichenen Winkelbereich her kurz bzw. klein gehalten werden lcann. Mit der Ein- gangsinformation der Drehlage 2 des Kurbeltriebes der Verbrennungskraftmaschine kann die Sucbrunde 14 deutlich verkürzt werden bzw. im Idealfall (vergleiche Darstellung ge- mäß Figur 3) vollständig entfallen.

Wird die Drehlageinformation 2 der Verbrennungskraftmaschine mittels Absolutwinkel- sensoren in der Verbrennungskraftunaschine ermittelt, kann der abgleich in der Synchroni- sationsstufe 9 in vorteilhafter Weise optimiert werden. Daneben lassen sich Absolutwin- kelgeber, die sonst in der elektrischen Drehstrommasclline 10 vorzusehen werden, einspa- ren.

Als Ergebnis der anhand des Startwertes 13, vorgegeben durch die Synchronisationsstufe 9, abhängig von deren drehlageinformation 2 der Verbrennungskraftmaschine, wird eine Polradlagewinkelinformation 15 generiert, welche die elektrische Drehstrommaschine 10 zur Erzeugung des größten zum Start erforderlichen Drehmomentes und zur Verkürzung des Startvorganges einnehmen sollte.

Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens daß bei der Drehzahl der Verbren- nungskraftmaschine n = 0 durchgeführt wird, kann die Dauer der Suchrunde 14 erheblich eingeschränkt werden, da sie auf ein Fenster beschränkt ist, welches durch den Positions- melder 8 über das Motorsteuergerät 7 beschränkt ist. Eine unzulässige Verlängerung des Startvorganges einer Verbrenuungsla.'aftniaschine mittels einer elekrischen Drehstromma- schine 10 wie beispielsweise eines Hochleistungsgenerators kam nun bei Einsatz des er- findungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens im Idealfall (vergleiche Darstellung gemäß Figur 3) entfallen.

Ist hingegen eine Suchrunde 14 erforderlich, kann diese in zeitlicher und hinsichtlich des Suchfensters so beschränkt werden, daß das Auftreten unerwünschter Ereignisse beim wäh- rend der Suchrunde 14 erfolgenden Durchdrehen des Kurbeltriebes der Verbrennungs-. kraftmaschine weitestgehend ausgeschlossen werden kami.

Bezugszeichenliste 1 tKW = Kurbelwellenumdrehung 2 drehlageinformation Verbrennungskraftmaschine 3 Zeitachse 4 Winkelabgleichbereich 5 Polradlagewinkel 6 Sägezalmproßl 7 Motor-Steuergerät 8 Positionsmelder 9 Synchronisations-Stufe 10 Elektrische Drehstrommaschine 111 Eingangsgrö#e Polradlagewinkel 12 Abgleich 13-Startwert 14 Suclwnde 15 Polradlageewinkel-Ausgangswert 16 Umdrehung elektrische Maschine